CN111916410A - 一种散热器 - Google Patents

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宋森
谢伟
饶沛南
赵清良
易滔
耿志东
颜旭
何学雄
葛会军
饶东杰
王明
杨浩
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    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
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    • H01L23/467Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing gases, e.g. air

Abstract

本发明公开了一种散热器,包括:用于与发热器件贴合设置的基板;设于基板的若干个散热片,散热片靠近出风口处的密度大于散热片靠近进风口处的密度。当气流自进风口处向出风口处流通的过程中,虽然空气气流的温度逐渐升高,但是,进风口处的散热片整体与气流的接触面积小,气流带走的热量相对较少;出风口处的散热片整体与气流的接触面积大,气流带走的热量相对较多,因此,出风口处与进风口处散出的热量差可以平衡出风口处的气流与进风口处的气流的温差,使气流流通方向上,散热片整体的温度较均匀,确保基板散热的均匀性,从而使与基板贴合设置的发热器件的工作温度更均匀,使发热器件的性能得到最大发挥。

Description

一种散热器
技术领域
本发明涉及散热设备技术领域,更具体地说,涉及一种散热器。
背景技术
变流器作为轨道交通车辆的重要零部件,在轨道交通技术领域具有广泛应用。
变流器通常包括功率器件IGBT,功率器件IGBT是变流器的核心器件,其工作状态的好坏直接影响变流器的性能,进而影响整机的可靠性。
可以理解的是,功率器件IGBT的发热量大,随着工作时间的增长,功率器件IGBT的温升逐渐变大,将影响其工作性能,严重时甚至烧坏功率器件IGBT,因此,为了对功率器件IGBT进行散热,需要配置散热器来对功率器件IGBT进行有效散热。
现有技术中的散热器,通常包括用于设置在功率器件IGBT上方的底板和设于底板上的若干个平行设置的直形翅片,使空气气流沿着翅片的延伸方向在翅片之间的间隙流通,来达到带走功率器件IGBT发出的热量的目的。
然而,由于翅片通常较长,空气气流自进风口流向出风口的过程中,气流温度逐渐升高,因此,导致沿翅片的长度方向对功率器件IGBT的散热不均匀,影响功率器件IGBT的整体性能,进而影响变流器的安全稳定运行。
综上所述,如何提供一种能够使功率器件IGBT均匀散热的散热器,是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种散热器,该散热器可以确保沿气流流通方向散热的均匀性,保证发热器件温升的均匀性。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种散热器,包括:
用于与发热器件贴合设置的基板;
设于所述基板的若干个散热片,所述散热片靠近出风口处的密度大于所述散热片靠近进风口处的密度。
优选地,所述散热片包括:
自所述基板靠近进风口处向所述基板靠近出风口处延伸设置的第一散热片;
设于所述基板靠近出风口处、位于相邻的所述第一散热片之间的第二散热片。
优选地,所述第二散热片的长度为所述第一散热片的长度的三分之一至三分之二。
优选地,所述第二散热片的数量与所述第一散热片的间隙的数量相同,且所述第二散热片与所述第一散热片的间隙一一对应设置。
优选地,所述散热片为波浪形散热片。
优选地,所述散热片设有若干个贯穿其厚度的散热孔。
本发明提供的散热器,由于散热片靠近出风口处的密度大于散热片靠近进风口处的密度,因此,当空气气流自进风口处向出风口处流通的过程中,虽然空气气流的温度逐渐升高,但是,进风口处的散热片整体与气流的接触面积小,气流带走的热量相对较少;出风口处的散热片整体与气流的接触面积大,气流带走的热量相对较多,因此,出风口处与进风口处散出的热量差可以平衡出风口处的空气气流与进风口处的空气气流的温差,从而使气流流通方向上,散热片整体的温度较均匀,确保基板散热的均匀性,从而使与基板贴合设置的发热器件的工作温度更均匀,使发热器件的性能得到最大发挥。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的散热器具体实施例的第一视角示意图;
图2为本发明所提供的散热器具体实施例的第二视角示意图;
图3为本发明所提供的散热器具体实施例的第三视角示意图;
图4为本发明所提供的散热器具体实施例的第四视角示意图。
图1至图4中的附图标记如下:
1为基板、2为散热片、21为散热孔、3为发热器件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种散热器,该散热器可以确保沿气流流通方向散热的均匀性,保证发热器件温升的均匀性。
请参考图1-图4,图1为本发明所提供的散热器具体实施例的第一视角示意图;图2为本发明所提供的散热器具体实施例的第二视角示意图;图3为本发明所提供的散热器具体实施例的第三视角示意图;图4为本发明所提供的散热器具体实施例的第四视角示意图。
需要说明的是,图1中箭头所示的方向为气流流通方向。
本发明提供一种散热器,包括基板1和设于基板1上的若干个散热片2,基板1用于与发热器件3贴合设置,散热片2用于与空气气流接触,以当空气气流沿着散热片2的延伸方向从相邻散热片2之间的间隙流通时,使空气气流将散热片2上的热量带走,从而通过降低散热片2和基板1的热量,达到对发热器件3降温的目的。
本发明的主要改进点在于,基板1上靠近进风口处的散热片2的密度小于基板1上靠近出风口处的散热片2的密度。
也就是说,沿气流流通方向,散热片2的疏密程度不同。具体地,在靠近进风口处,散热片2的数量较少,相对比较稀疏;而在靠近出风口处,散热片2的数量较多,相对比较稠密。
可以理解的是,散热片2较稠密的地方,散热片2整体的表面积较大,因此,散热片2整体与气流的接触面积大,可以使气流带走更多的热量;散热片2较稀疏的地方,散热片2整体的表面积较小,因此,散热片2整体与气流的接触面积小,气流带走的热量相对较少。
而在空气气流自进风口向出风口流通的过程中,空气气流的温度逐渐升高,也即,出风口处的空气气流与进风口处的空气气流存在一定的温差,如果沿气流流通方向,散热片2的整体密度一致时,空气气流自散热片2之间的间隙流过后,将使进风口处的基板1温度降低量大于出风口处的基板1温度降低量。
因此,基于上述散热原理,本发明通过调整进风口处与出风口处的散热片2的数量差异,来使基板1均匀散热。
也即,使进风口处的散热片2的密度小于出风口处的散热片2的密度,这样,当空气气流自进风口处向出风口处流通的过程中,虽然空气气流的温度逐渐升高,但是,进风口处的散热片2整体与气流的接触面积小,气流带走的热量相对较少;出风口处的散热片2整体与气流的接触面积大,气流带走的热量相对较多,因此,出风口处与进风口处散出的热量差可以平衡出风口处的空气气流与进风口处的空气气流的温差,从而使气流流通方向上,散热片2整体的温度较均匀,确保基板1散热的均匀性,从而使与基板1贴合设置的发热器件3的工作温度更均匀,使发热器件3的性能得到最大发挥。
同时,可以理解的是,在散热片2较稀疏的地方,相邻散热片2之间的间隙较大;而在散热片2较稠密的地方,相邻散热片2之间的间隙较小,当风量一定时,也即,进风口处与出风口处的风量一致,在空气气流自进风口处向出风口处流通的过程中,随着相邻散热片2之间的间隙变小(也即气流通道变窄),空气气流的流速将增大,也即,空气气流在出风口处的流速大于空气气流在进风口处的流速,因此,可以提高散热效率。
也即,通过改变进风口处与出风口处的疏密程度差异,不仅可以使发热器件3散热更均匀,还可以提高散热效率。
需要说明的是,本发明对进风口处和出风口处的散热片2的具体数量、以及两者的疏密程度的具体差异值不做限定,只要能够满足进风口处的散热片2的密度小于出风口处的散热片2的密度即可,本领域技术人员可以根据实际需要或数次试验,得到合适的进风口处散热片2的数量和出风口处散热片2的数量,使两者满足合适的密度差异,进而保证散热的均匀性。
优选地,出风口处散热片2的密度是进风口处散热片2的密度的二倍。
考虑到进风口处散热片2和出风口处散热片2的相对位置关系,在上述实施例的基础之上,散热片2包括第一散热片和第二散热片,第一散热片自基板1靠近进风口处向基板1靠近出风口处延伸设置,也即,第一散热片贯通进风口与出风口,第一散热片的长度与空气气流在散热片2之间间隙的流通长度一致;第二散热片设于基板1靠近出风口处,且第二散热片位于相邻的第一散热片之间。例如,第二散热片的数量与第一散热片的间隙的数量一致,第二散热片与第一散热片的间隙一一对应设置。
考虑到沿散热片2的延伸方向上,散热片2疏密程度变化时的分界位置的确定,在上述实施例的基础之上,第二散热片的长度为第一散热片的长度的三分之一至三分之二。
可以理解的是,第二散热片靠近出风口的一端与第一散热片靠近出风口的一端相平齐,散热片2疏密程度变化时的分界位置,由第二散热片与第一散热片的相对长度来确定。
也就是说,本实施例中,散热片2疏密程度变化时的分界位置在第一散热片长度的三分之一至其长度的三分之二处。
优选地,第二散热片的长度为第一散热片的长度的二分之一。
为了进一步提高散热器的散热性能,在上述实施例的基础之上,散热片2为波浪形散热片,也就是说,散热片2具有波峰和波谷。
可以理解的是,将散热片2设计成波浪形散热片,在散热片2的进风口和出风口两端之间的距离相同时,波浪形散热片可以增大散热片2的整体面积,从而可提高散热效果。
同时,波浪形散热片的流阻大,使空气气流在散热片2的表面停留的时间长,因此,可进一步地提高散热效果。
另一方面,在波峰和波谷处,可以增大空气气流的湍流度,从而加速气流流动,提高散热效率。
需要说明的是,本发明对波浪形散热片的波峰与波谷的具体数量不做限定,本领域技术人员可以根据实际需要或数次试验,选择合适数量的波峰和波谷。
优选地,波浪形散热片的波峰与波谷的数量相等。
为了进一步地提高散热性能,在上述实施例的基础之上,散热片2设有若干个贯穿其厚度的散热孔21。可以理解的是,散热孔21的轴线与气流流通方向垂直。
散热孔21可以增大空气气流与散热片2接触的面积,从而可提高散热效果。
同时,散热孔21可以增大空气气流在垂直于散热片2延伸方向的湍流度,从而能够提高散热效率。
需要说明的是,本发明对散热孔21的具体数量及其分布情况不做具体限定,本领域技术人员可以根据实际需要或数次试验,做出合适选择。例如,本领域技术人员可以根据需要散热的发热器件3发热的不均衡性,来设置散热孔21的数量和位置,在发热器件3发热量较高的位置设置较密的散热孔21,在发热器件3发热量较低的位置设置较疏的散热孔21,当然,也可以在发热器件3发热量较高的位置设置散热孔21,在发热器件3发热量较低的位置设置不设置散热孔21,对此,不做具体限定。
需要说明的是,本发明对散热片2与基板1的连接方式不做具体限定,散热片2与基板1可以整体开模成型,也可以通过插片式工艺使散热片2与基板1焊接固定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的散热器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种散热器,其特征在于,包括:
用于与发热器件(3)贴合设置的基板(1);
设于所述基板(1)的若干个散热片(2),所述散热片(2)靠近出风口处的密度大于所述散热片(2)靠近进风口处的密度。
2.根据权利要求1所述的散热器,其特征在于,所述散热片(2)包括:
自所述基板(1)靠近进风口处向所述基板(1)靠近出风口处延伸设置的第一散热片;
设于所述基板(1)靠近出风口处、位于相邻的所述第一散热片之间的第二散热片。
3.根据权利要求2所述的散热器,其特征在于,所述第二散热片的长度为所述第一散热片的长度的三分之一至三分之二。
4.根据权利要求2所述的散热器,其特征在于,所述第二散热片的数量与所述第一散热片的间隙的数量相同,且所述第二散热片与所述第一散热片的间隙一一对应设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述的散热器,其特征在于,所述散热片(2)为波浪形散热片。
6.根据权利要求5所述的散热器,其特征在于,所述散热片(2)设有若干个贯穿其厚度的散热孔(21)。
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